09 第八章 食品的褐变.ppt

第1页：第八章食品的褐变封面

第八章食品的褐变封面

• 第八章导言
• 第一节 食品褐变概述
• 第二节 食品的酶促褐变
• 第三节 非酶褐变

第2页：第一节食品褐变

第一节食品褐变

• 什么是褐变？
• 褐变(Browning)
• 是指食品在加工、贮藏过程中发生变色的现象。
• 影响外观、风味与营养成分变化

第3页：第一节食品褐变

第一节食品褐变

• 食品褐变的种类
• 酶促褐变（生化褐变）
• 由过氧化物酶引起的褐变
• 由酚酶引起的褐变
• 非酶褐变（非生化褐变）
• 羰胺反应（美拉得反应）
• 焦糖化作用
• 抗坏血酸氧化褐变

第4页：第二节食品的酶促褐变

第二节食品的酶促褐变

• 什么是酶促褐变？–酶促褐变（Enzymic Browning)
• 是直接由酶参与的褐变作用。
• 引起酶促褐变的酶类–过氧化物酶类（以铁卟啉为辅基）–酚酶类（以铜为辅基）
• 酶促褐变的机制

第5页：第二节食品的酶促褐变

第二节食品的酶促褐变

酶促褐变的机制植物中的酚类物质在酚酶及过氧化物酶的催化下氧化成醌，醌再进行非酶促反应生成褐色的色素。

第6页：3、酶促褐变

3、酶促褐变

• 酶促褐变的机制
• 过氧化物酶催化的酶促褐变1.2.3.4.
• 黑色素黑色素

第7页：3、酶促褐变

3、酶促褐变

• 酶促褐变的机制
• 酪氨酸的酶促褐变

第8页：3、酶促褐变

3、酶促褐变

• 酶促褐变的机制
• 酪氨酸的酶促褐变
• 土豆褐变、毛发中黑色素形成机制；目前发现的唯一一条动植物共有的褐变途径。

第9页：3、酶促褐变

3、酶促褐变

• 酶促褐变的机制
• 绿原酸的酶促褐变邻苯二酚氧化酶
• 1/2O2聚合褐色黑色实例：梨心变黑——贮存前经两次“发汗”；香蕉心变黑，不能贮存在12℃
• 以下，但也不能温度过高，乙烯催熟

第10页：酶促褐变的机制

酶促褐变的机制

• 酶促褐变发生的条件植物组织中含有酚类物质，在完整的细胞中作为呼吸链传递物质，在酚-醌之间保持着动态的平衡。
• 当细胞组织破坏后，氧大量侵入，酚在酶的催化作用下造成醌的形成，平衡受到破坏，于是发生醌的积累，醌再进一步氧化聚合形成褐色色素称为黑色素或类黑精，造成食品的褐变。
• 酶促褐变的机制：

第11页：4、酶促褐变

4、酶促褐变

• 酶促褐变发生的条件酚类底物酶氧
• 易发生酶促褐变的
• 食品：藕、香蕉、洋葱、茄子、土豆、苹果、梨、桃子等；三者缺一不可
• 不易发生酶促褐变的
• 食品：柠檬、桔子、香瓜、西瓜等

第12页：5、控制酶促褐变

5、控制酶促褐变

• 控制酶促褐变的方法酚类底物酶氧
• 主要途径：钝化酶的活性（热烫、抑制剂等）；改变酶作用的条件（pH, 水分活度等）；隔绝氧气；使用抗氧化剂（Vc, SO2等）

第13页：5、控制酶促褐变

5、控制酶促褐变

• 控制酶促褐变的方法（
• 热处理法（
• 二氧化硫或亚硫酸盐处理
• 抑制酚酶活性；与糖类羰基加成，阻止美拉得反应；将有色物质还原褪色。优点：防止酶促褐变，防腐；避免VC氧化失效；SO2易去除；方便，成本低；缺点：漂白，破坏花青素；腐蚀素铁罐的内壁；不愉快嗅味,>0.064%；破坏VB1

第14页：5、控制酶促褐变

5、控制酶促褐变

• 控制酶促褐变的方法（
• 驱氧或隔绝空气（
• 底物甲基化
• 5－蛋氨酸腺苷＋儿茶酚愈创木酚咖啡酸阿魏酸绿原酸
• 3－阿魏酸金鸡钠酸

第15页：5、控制酶促褐变

5、控制酶促褐变

• 控制酶促褐变的方法（5）控制pH酚酶的最适pH在
• 6—7，<3明显无活性；水果：控制在酸性条件下蔬菜：控制在中、碱性条件下
• A. 柠檬酸是最广泛使用的食用酸；降低
• pH，控制酚酶活性；螯合酚酶的Cu辅基。
• B. 苹果酸
• C. 抗坏血酸

第16页：5、控制酶促褐变

5、控制酶促褐变

• 控制酶促褐变的方法（
• 加入酚类底物类似物
• 有效抑制苹果汁的酶促褐变
• A. 肉桂酸
• B. 对位香豆酸
• C. 阿魏酸

第17页：第三节：非酶褐变

第三节：非酶褐变

• 美拉德反应（Maillard reaction）
• 焦糖化反应（Caramelization ）
• 抗坏血酸的褐变作用

第18页：1、美拉德反应

1、美拉德反应

• 美拉德反应
• 美拉德反应（羰氨反应）：指羰基与氨基经缩合、聚合反应生成类黑色素和某些风味物质的非酶褐变反应。

第19页：美拉德反应过程初期阶段中期阶段末期阶段羰

美拉德反应过程初期阶段中期阶段末期阶段羰

• Amadori重排（醛糖）
• Heyenes
• 重排（酮糖）脱胺脱水脱胺重排氨基酸降解醇醛缩合聚合

第20页：美拉德反应初期阶段

美拉德反应初期阶段

• 初期阶段氨基＋羰基（还原糖)
• 氮代葡萄糖基胺果糖胺美拉德反应过程羰氨缩合分子重排中期阶段

第21页：中期阶段果糖胺脱胺脱水

中期阶段果糖胺脱胺脱水

• 烯醇化羟甲基糠醛（HMF）脱胺重排2，3
• 烯醇化二羰基化合物还原酮
• Strecker褐色CO2醛

第22页：中期阶段的脱胺脱水

中期阶段的脱胺脱水

• 脱胺脱水HMF
• 的积累与褐变速度有密切的相关性，HMF
• 积累后不久就可发生褐变。

第23页：脱胺重排二羰基化合物还原酮

脱胺重排二羰基化合物还原酮

本页为标题/图示页，详细内容见原课件图示。

第24页：Strecker

Strecker

本页为标题/图示页，详细内容见原课件图示。

第25页：末期阶段缩合与聚合，生成类黑色素和风味化

末期阶段缩合与聚合，生成类黑色素和风味化

本页为标题/图示页，详细内容见原课件图示。

第26页：美拉德反应的条件与产物

美拉德反应的条件与产物

• 美拉德反应的条件、生成物和特点
• 条件：还原糖（主要是葡萄糖）和氨基酸少量的水加热或长期贮藏
• 产物：黑色素（类黑精）＋风味化合物特点：pH
• 值下降（封闭了游离的氨基）；还原的能力上升（还原酮产生）；褐变初期，紫外线吸收增强，伴随有荧光物质产生；添加亚硫酸盐，可阻止褐变，但在褐变后期加入不能使之褪色。

第27页：影响美拉德反应的因素

影响美拉德反应的因素

• 糖的结构、种类及含量
• a.α、β不饱和醛>α－双羰基化合物>酮b.
• 五碳糖（核糖>阿拉伯糖>木糖）>六碳糖（半乳糖>甘露糖>葡萄糖）c.
• 单糖>双糖（如蔗糖，分子比较大，反应缓慢）d.
• 还原糖含量与褐变成正比
• 氨基酸及其它含氨物种类(肽类、蛋白质、胺类)a.
• 胺类>氨基酸b.含S-S，S-H不易褐变c.
• 有吲哚，苯环易褐变d.
• 碱性氨基酸易褐变e.
• 氨基在ε-位或在末端者，比α-位易褐变

第28页：pH与水分对褐变的影响

pH与水分对褐变的影响

• 影响美拉德反应的因素③pH值
• pH3-9范围内，随着pH上升，褐变上升pH≤3
• 时，褐变反应程度较轻微pH在7.8-9.2范围内，褐变较严重
• 反应物浓度（水分含量）
• 10％～15%(H2O)时，褐变易进行
• 5%～10％(H2O)时，多数褐变难进行
• 5%<(H2O)
• 时，脂肪氧化加快，褐变加快

第29页：温度与金属离子的影响

温度与金属离子的影响

• 影响美拉德反应的因素
• 温度若△t＝10℃，则褐变速度差△v相差3～5倍。
• 一般来讲：t>30℃时，褐变较快
• t<20℃时，褐变较慢
• t<10℃
• 时，可较好地控制或防止褐变地发生
• 金属离子
• Fe(Fe+3> Fe+2)Cu催化还原酮的氧化
• Na＋对褐变无影响。
• Ca2+可同氨基酸结合生成不溶性化合物而抑制褐变。促进褐变

第30页：美拉德反应对食品品质的影响

美拉德反应对食品品质的影响

• Maillard反应对食品品质的影响
• 不利方面：a.
• 营养损失，特别是必须氨基酸损失严重b.
• 产生某些致癌物质c.
• 对某些食品，褐变反应导致的颜色变化影响质量。有
• 利方面：褐变产生深颜色及强烈的香气和风味，赋予食品特殊气味和风味。

第31页：注意选择原料

注意选择原料

• Maillard反应在食品加工中应用抑制
• maillard反应
• 注意选择原料：选氨基酸、还原糖含量少的品种。
• 水分含量降到很低：蔬菜干制品密封，袋子里放上高效干燥剂。流体食品则可通过稀释降低反应物浓度。降低
• pH：如高酸食品如泡菜就不易褐变。
• 降低温度：低温贮藏。
• 除去一种作用物：一般除去糖可减少褐变。
• 加入亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐
• 钙可抑制褐变。

第32页：控制原材料

控制原材料

• 利用
• 控制原材料：核糖+半胱氨酸：烤猪肉香味核糖+谷胱甘肽：烤牛肉香味
• 控制温度：葡萄糖+缬氨酸：100-150℃烤面包香味180℃
• 巧克力香味木糖+酵母水解蛋白：90℃饼干香型160℃酱肉香型
• 不同加工方法：土豆大麦水煮：125种香气75种
• 香气烘烤：250种香气150种香气
• Maillard反应在食品加工中应用

第33页：美拉德反应小结

美拉德反应小结

• 美拉德反应机理
• 反应影响因素
• 在食品加工中的应用

第34页：2、焦糖化反应

2、焦糖化反应

• 焦糖化反应
• 概念：无水（或浓溶液）条件下加热糖或糖浆，用酸或铵盐作催化剂，糖发生脱水与降解，生成深色物质的过程，称为焦糖化反应。
• 过程:脱水:分子双键不饱和的环聚合高聚物。缩合或聚合:裂解挥发性的醛、酮缩合或聚合深色物质

第35页：存在加速反应

存在加速反应

• 焦糖化反应条件
• 无水或浓溶液，温度
• 150-200℃。
• 催化剂的
• 存在加速反应：铵盐,磷酸盐,苹果酸
• 延胡索酸,柠檬酸,酒石酸等③pH8比pH5.9时快10倍。
• 不同糖反应速度不同，例如果糖大于葡萄糖（熔点的不同）

第36页：起泡二次起泡

起泡二次起泡

• 蔗糖形成焦糖的过程蔗糖异蔗糖酐焦糖酐焦糖稀焦糖素（无甜味而具有温和的苦味）（熔点为
• 138℃，可溶于水及乙醇，味苦）（熔点为
• 154℃，可溶于水）（高分子量的深色物质）
• 200℃，约
• 35 min起泡二次起泡
• 55 min
• 继续加热继续加热焦糖色素是一种结构不明确的大的聚合物分子，这些聚合物形成了胶体粒子，形成胶体粒子的速度随温度和pH的增加而增加。

第37页：焦糖色素的性质

焦糖色素的性质

• 焦糖是一种黑褐色胶态物质等电点在pH3.0-6.9,甚至低于pH3粘度
• 100-3000cp

第38页：三种焦糖色素的生产与用途

三种焦糖色素的生产与用途

• 工业上生产焦糖色素以蔗糖为原料生产的三种色素及用途
• NH4HSO3催化pH2-4.5
• 耐酸焦糖色素（可用于可口可乐饮料，棕色）
• 糖和铵盐加热pH4.2-4.8
• 焙烤食品用焦糖色素（红棕色）蔗糖加热
• pH3-4
• 啤酒美色剂（含醇类饮料，红棕色）

第39页：3、抗坏血酸的褐变

3、抗坏血酸的褐变

抗坏血酸的褐变作用